Технологии

Особенности мембран обессоливания

21 апреля 2015

Автор статьи: Игорь Ливен

Статьи по теме:

Классификация мембран по механизму компонентного переноса

К мембранам обессоливания относятся, прежде всего,

- мембраны обратного осмоса

- и нанофильтрации.

Они не имеют пор, и вода проходит сквозь них за счет диффундирования внутри гидрофильной структуры полимерного материала, задерживая ионы неорганических и растворенные молекулы органических веществ. В идеальном случае мембраны обратного осмоса должны задерживать все растворенные в воде вещества, кроме некоторых молекул некоторых органических веществ, имеющих практически такую же молярную массу, как у воды и сильно поляризованных, как, например, этанол, метанол и формалин. Действие таких мембран заключается в том, что при отделении ими концентрированного раствора солей от более разбавленного раствора, молекулы воды диффундируют в ячейки с более высоким значением потенциала, тем самым разбавляя их содержимое. Такое движение называется прямым осмосом, а равновесная разность – осмотическим давлением системы. То есть, для препятствования такому переходу к более концентрированному солевому раствору прикладывается давление, равное осмотическому по величине.

Если же требуется обеспечить переход молекул воды в менее концентрированный раствор, то есть обратный осмос, то это давление должно быть выше осмотического. Осмотическое давление связано с концентрацией раствора уравнение Вант-Гоффа, в котором оно прямо пропорционально концентрации и температуре, и обратно пропорционально молярной массе молекулы. То есть, при той же концентрации раствора, вещества с меньшей массой молекулы создают осмотическое давление большей величины. Для солей же с высокой степенью диссоциации эта величина возрастает для одновалентных ионов в два раза, в сравнении с недиссоциированными молекулами, имеющими такой же молекулярный вес. Кроме того, при диффузии молекул воды ионы и молекулы, задержанные мембраной, накапливаются в ее поверхностном слое, создавая эффект концентрационной поляризации, что увеличивает значение необходимого для преодоления осмотического давления. Его можно снизить интенсивным промыванием потоком воды стенки мембраны с внутренней стороны.

Качество получаемой очищенной таким образом воды, или пермеата, определяется повышением давления, но при этом следует обязательно учитывать физическое состояние обрабатываемой сточной воды, так как при скоплении коллоидных частиц и макромолекул они забивают мембрану, что может привести к концентрационной поляризации. Принципиальная схема осмотических установок состоит из насоса высокого давления, рабочего модуля, или их группы, а так же вентиля, благодаря которому поддерживается давление в системе. Характеризуется работа таких систем выходом фильтрата, степенью концентрирования солей и суммарным проходом соли. Последний параметр определяется типом и рабочими свойствами мембраны и представляет собой долю солей в пермеате от исходного ее содержания в сточной воде, а первые два зависят от расхода подаваемой на обработку воды.

Мембраны обратного осмоса задерживают в основном ионы солей и в небольшой степени недиссоциированные молекулы. Проход соли для таких мембран составляет от 0,3 до 5 процентов для одновалентных, и от 0,05 до 1 процента для двухвалентных ионов. Следует отметить, что такие мембраны прекрасно задерживают макромолекулы и частицы коллоидных растворов, что позволяет их использовать на стадии третичной очистки сточной воды. Нанофильтрационные мембраны относятся к одной из разновидностей мембран обратного осмоса и характеризуются высоким проходом одновалентных ионов, составляющим от десяти до восьмидесяти процентов, а для двухвалентных этот показатель значительно меньше и составляет от одного до десяти процентов. Органические вещества задерживаются так же, как и на осмотических мембранах. Благодаря этому использвание мембран нанофильтрации позволяет достичь высокой степени очистки сточной воды от органических примесей, влияющих на цветность, а так же обладающих токсичными свойствами.

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.